花蜜生產是否是植物的“投資”代價？

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近日，中國科學院國際人才計劃訪問學者、澳大利亞麥考瑞大學教授Graham Pyke和中國科學院昆明植物研究所副研究員任宗昕對花蜜生產及其動態進行了深入思考，從能量的角度探究花蜜投資的代價和收益。相關研究發表在《生物學評論》。

除一些極少數的傳粉關系外，大多數傳粉關系都是由傳粉動物在花上的覓食行為建立起來的。大多數植物的花朵分泌花蜜作為傳粉動物的能量報酬，這也是吸引和維持動物訪花的關鍵。花蜜的主要成分為糖，通常研究認為，糖的生產消耗了植物體本身大量的資源，因此花蜜產生的動態過程存在一定的繁殖代價，會影響花蜜的特征及其與傳粉動物的互作，進而影響植物繁殖適合度。

Graham Pyke與任宗昕致力于植物花蜜分泌行為研究，他們全面系統地對花蜜生產及其相關的傳粉生物學320篇文獻進行了整理，對已有的研究案例進行剖析。他們發現，花蜜生產是植物較大的能量投資，但是相應的證據卻較為缺乏，并且實驗結果往往難以解釋。

目前，較有說服力的直接證據來自于三類實驗：植物通過不斷移出花蜜，刺激花朵補充分泌更多的花蜜，減少能量用于種子生產，從而降低了結籽率和種子重量；人工添加花蜜，花朵通過糖的重吸收過程獲得更多的能量用于種子的生產，進而增加了種子的產量；通過檢測葉片光合作用產生的能量分配到花蜜生產的比例確定花蜜的投資代價。

遺憾的是，一些研究案例并沒有建立在植物個體水平上，而是進行單花的比較，從而不能有效量化花蜜生產的投資和收益。

此篇文章對未來的研究方向提出了框架性建議。通過實驗手段，減少和增加花蜜生產，檢測植物種子產量來驗證花蜜投資的代價；實驗需要去除花朵間能量的轉移的影響，建議操作植株所有的花朵，而不是部分花朵。此外，要研究植物的能量分配，以及能量轉運的通路和調控機理，構建花蜜生產的投資代價和繁殖適合度收益的進化模型，探究花蜜性狀進化的途徑；解釋傳粉動物與植物的互作如何塑造花蜜的特征和分泌行為，將花蜜的投資代價的理論應用于農業生產，促進農作物產量提升。

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